水生水培牧草新紀(jì)元:飼料化浮萍——綠色高效生態(tài)循環(huán)的明日之星
在追求可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)平衡的今天,農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)前所未有的綠色革命。其中,水生水培牧草作為一種創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)模式,正逐步成為解決水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水、畜禽養(yǎng)殖糞水等環(huán)境問(wèn)題,并促進(jìn)資源循環(huán)利用的關(guān)鍵一環(huán)。而在眾多水生植物中,飼料化浮萍以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)脫穎而出,成為這一領(lǐng)域最耀眼的明星。
浮萍:自然賦予的高效凈水器
浮萍,這一看似不起眼的水生植物,實(shí)則蘊(yùn)藏著巨大的生態(tài)價(jià)值。它以其驚人的繁殖速度和強(qiáng)大的凈水能力,成為了治理水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水、畜禽養(yǎng)殖糞水的理想選擇。浮萍能夠快速吸收水中的氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì),有效凈化水質(zhì),為水生態(tài)的恢復(fù)與保護(hù)貢獻(xiàn)了一份力量。同時(shí),其生長(zhǎng)過(guò)程中不占用耕地,不消耗淡水資源,真正實(shí)現(xiàn)了綠色、低碳的生產(chǎn)方式。
飼料化浮萍:高蛋白、高碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)寶庫(kù)
更令人矚目的是,通過(guò)科研人員的不懈努力,飼料化浮萍新品種應(yīng)運(yùn)而生。這些新品種不僅保留了浮萍原有的凈水優(yōu)勢(shì),更在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。它們富含高蛋白、高碳水化合物(特別是高淀粉),以及豐富的氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分,其含量遠(yuǎn)超大部分傳統(tǒng)牧草。這一特性使得飼料化浮萍成為了一種極具潛力的飼料資源,能夠顯著提升畜禽及水產(chǎn)品的生長(zhǎng)速度和品質(zhì),為畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。
高效益生態(tài)循環(huán)模式的構(gòu)建
飼料化浮萍的推廣應(yīng)用,不僅解決了養(yǎng)殖廢水的處理問(wèn)題,還構(gòu)建了一個(gè)高效益的生態(tài)循環(huán)模式。通過(guò)將養(yǎng)殖尾水、糞水轉(zhuǎn)化為浮萍生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)源,再將收獲的浮萍作為優(yōu)質(zhì)飼料回饋給畜禽和水產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用和能量的閉環(huán)流動(dòng)。這種模式不僅降低了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益,更重要的是,它有效減少了環(huán)境污染,促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
邀請(qǐng)您共同見(jiàn)證綠色未來(lái)
百聞不如一見(jiàn),我們誠(chéng)摯地邀請(qǐng)所有關(guān)注水培牧草、熱愛(ài)綠色農(nóng)業(yè)的朋友們親臨現(xiàn)場(chǎng),親身感受飼料化浮萍所帶來(lái)的震撼與驚喜。在這里,您將親眼見(jiàn)證一個(gè)從廢水到飼料的神奇轉(zhuǎn)變過(guò)程,體會(huì)科技與自然和諧共生的美好愿景。讓我們攜手并進(jìn),共同探索綠色高效的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,為地球的未來(lái)貢獻(xiàn)一份力量!
飼料型浮萍新品種高蛋白株系:Lemna minor與高淀粉株系(紫萍):Landotia punctata的區(qū)別
高蛋白株系:Lemna minor,國(guó)際編號(hào)7868的主要特點(diǎn)
飼料型高蛋白株系:Lemna minor,國(guó)際編號(hào)7868,粗蛋白含量最高31%(干基一般在25%-31%)、淀粉含量大于18%、總氨基酸含量超過(guò)20%,粗脂肪在20%左右,粗灰分在18%左右,數(shù)據(jù)是名副其實(shí)的飼料中的營(yíng)養(yǎng)大王。廣西助農(nóng)公司從中國(guó)科學(xué)院某生物研究所引進(jìn)。其可生長(zhǎng)期長(zhǎng),在溫、熱帶地區(qū)可全年生長(zhǎng)。其繁殖速度極快,最適條件下30小時(shí)即可翻倍,是生長(zhǎng)速度最快的植物之一,且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)明顯的病蟲(chóng)害。
本品種是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格科學(xué)篩選出的浮萍高蛋白積累株系,可在調(diào)控的適宜環(huán)境下全不間斷生產(chǎn)年畝平面產(chǎn)鮮浮萍在45噸以上,達(dá)到1噸/畝/年的蛋白生產(chǎn)能力(約8公斤鮮萍獲得1公斤干萍,約3.45公斤干萍粗蛋白含量為約1噸),是大豆畝產(chǎn)蛋白的5倍以上。
本品種廣泛運(yùn)用于低成本大量生產(chǎn)廉價(jià)替代水培牧草但營(yíng)養(yǎng)更高;養(yǎng)殖廢水(畜禽和水產(chǎn))廢水進(jìn)行種植本品種形成低成本廢水處理且能夠達(dá)到最高的收益(高營(yíng)養(yǎng)水培牧草形成生態(tài)循環(huán))。可以在溫室大棚中立體式工廠(chǎng)化四季進(jìn)行生產(chǎn),設(shè)施投入低、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、產(chǎn)出高等特點(diǎn)。
廣西助農(nóng)畜牧科技有限公司提供針對(duì)客戶(hù)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)方案,并且提供優(yōu)質(zhì)種源(每1-1.5年如果品質(zhì)退化半價(jià)提供提純復(fù)壯的新苗種),并且提供相關(guān)種植利用一條龍服務(wù)。
以下的檢測(cè)報(bào)告是其中一次的檢測(cè),采收期與含水量的不同數(shù)據(jù)存在差異(本次檢測(cè)時(shí)的含水量在15%左右)
高淀粉株系(紫萍):Landotia punctata,國(guó)際編號(hào)0001的主要特點(diǎn)
飼料型高淀粉株系(紫萍):Landotia punctata,國(guó)際編號(hào)0001,整株葉片比一般浮萍品種稍大一些,淀粉含量在33%以上最高可以達(dá)到45%(干基,不同采收期數(shù)據(jù)差距大),粗蛋白在24%左右、粗脂肪在23%左右,總氨基酸含量大于18%,綜合數(shù)據(jù)是飼料原料中的營(yíng)養(yǎng)大王。廣西助農(nóng)公司從中國(guó)科學(xué)院某生物研究所引進(jìn)。其可生長(zhǎng)期長(zhǎng),在溫、熱帶地區(qū)可全年生長(zhǎng)。其繁殖速度極快,最適條件下30小時(shí)即可翻倍,是生長(zhǎng)速度最快的植物之一,且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)明顯的病蟲(chóng)害。
本品種是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格科學(xué)篩選出的浮萍高淀粉積累株系,可在調(diào)控的適宜環(huán)境下全不間斷生產(chǎn)年畝平面產(chǎn)鮮浮萍在45噸以上,達(dá)到約2-2.5噸/畝/年的淀粉生產(chǎn)能力(約8公斤鮮萍獲得1公斤干萍,約2.25公斤干萍淀粉含量為約1噸),是水稻、玉米畝產(chǎn)淀粉的6倍以上。
以下的檢測(cè)報(bào)告是其中一次的檢測(cè),采收期與含水量的不同數(shù)據(jù)存在差異(本次檢測(cè)時(shí)的含水量在15%左右)
浮萍是一種水生植物牧草,因此不同季節(jié)、不同采收期其營(yíng)養(yǎng)變化較高,上述檢測(cè)報(bào)告數(shù)值僅供參考
本株系浮萍品種廣泛運(yùn)用于低成本大量生產(chǎn)廉價(jià)替代水培牧草但營(yíng)養(yǎng)更高的生成運(yùn)用;養(yǎng)殖廢水(畜禽和水產(chǎn))廢水進(jìn)行種植本品種形成低成本廢水處理且能夠達(dá)到最高的收益(高營(yíng)養(yǎng)水培牧草形成生態(tài)循環(huán))??梢栽跍厥掖笈镏辛Ⅲw式工廠(chǎng)化四季進(jìn)行生產(chǎn),設(shè)施投入低、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、產(chǎn)出高等特點(diǎn)。采用大量廢水、糞水種植浮萍是非常推薦的模式,但種植的水體中氨氮含量不能超過(guò)40毫克,沒(méi)有廢水、糞水種植條件的可以使用復(fù)合有機(jī)肥。施肥頻度(廢水、糞水、有機(jī)肥)可以通過(guò)觀(guān)察繁殖變慢、葉片變小且開(kāi)始微黃且部分有枯死情況,就需要施肥。如果出現(xiàn)施肥過(guò)大(包括廢水、糞水濃度過(guò)高)出現(xiàn)枯死情況,要馬上補(bǔ)充水源進(jìn)行稀釋。高溫季節(jié)建議需要適當(dāng)加深水深或遮陽(yáng)網(wǎng)。
采用流動(dòng)廢水種植浮萍時(shí),畜禽養(yǎng)殖的廢水一般建議先用如養(yǎng)殖場(chǎng)污水生物處理劑預(yù)處理,使其氨氮低入40以下;水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水基本可以直接用于種植。
發(fā)現(xiàn)浮萍全部擠滿(mǎn)種植水域且已經(jīng)出現(xiàn)擁擠的情況就可以采收,一般采收50%左右,工廠(chǎng)化采用塑料筐種植可以直接倒出留附著在塑料筐上的浮萍繼續(xù)做種即可。水產(chǎn)動(dòng)物可以直接飼喂,畜禽建議發(fā)酵后飼喂,每噸加入1包酶菌結(jié)合飼料發(fā)酵劑推薦使用99多功能飼料發(fā)酵劑(500克/包市場(chǎng)價(jià)格約25元),不需要添加其它物質(zhì)即可直接發(fā)酵(先將99多功能飼料發(fā)酵劑溶于少量清水中,灑在浮萍上簡(jiǎn)單混合一下裝入容器中壓實(shí)密封發(fā)酵3天以上即可飼喂)。
本株系浮萍品種可以飼喂諸多水產(chǎn)動(dòng)物愛(ài)吃且增重快(其中測(cè)試約5-7斤本品種浮萍可以增重1斤草魚(yú),數(shù)據(jù)僅供參考);飼喂豬雞鴨鵝鮮喂均非常喜吃,由于比一般牧草品種粗纖維低更易消化吸收,能夠直接代替大量能量和蛋白飼料,降本增效比一般牧草品種優(yōu)勢(shì)非常明顯;但一般不建議鮮喂(考慮到寄生蟲(chóng)、病毒等因素),因此飼喂畜禽都是建議進(jìn)行發(fā)酵后飼喂畜禽效果更好(飼喂比例可以達(dá)到30%-50%);進(jìn)行烘干、曬干后簡(jiǎn)單粉碎可以直接代替大量能量飼料和蛋白飼料,其碳水化合物之高和飼喂效果遠(yuǎn)勝幾乎所有目前市場(chǎng)上的牧草品種和許多飼料原料。
另外,本株系為紫萍,具有一定的藥用價(jià)值,也是極少水培牧草中藥草兼用的品種。紫萍能夠全草入藥,具有發(fā)汗、利尿等功效。能夠治療感冒發(fā)熱無(wú)汗、斑疹不透、水腫、小便不利、皮膚濕熱等。
本株系浮萍品種由于今年才進(jìn)行批量繁殖測(cè)試,更多讓你震撼的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)和對(duì)比歡迎關(guān)注我們,我們?cè)诓粩嗟剡M(jìn)行試驗(yàn)并公布給大家。種植基地負(fù)責(zé)人蔣榮健場(chǎng)長(zhǎng) 13507889320(微信同號(hào))、王綱杰副場(chǎng)長(zhǎng) 19195968227(微信同號(hào))。
廣西助農(nóng)畜牧科技有限公司提供針對(duì)客戶(hù)進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)方案,并且提供優(yōu)質(zhì)種源(每1-1.5年如果品質(zhì)退化半價(jià)提供提純復(fù)壯的新苗種),還提供相關(guān)種植利用一條龍服務(wù)。
目前我們對(duì)外提供本株系浮萍品種,需要購(gòu)買(mǎi)的可以直接聯(lián)系我們購(gòu)買(mǎi),500克優(yōu)化的本株系浮萍品種含順豐快遞保溫發(fā)貨全部費(fèi)用為600元(購(gòu)買(mǎi)250克為360元),由于這種株系浮萍品種需要經(jīng)常提純復(fù)壯和優(yōu)化,客戶(hù)如果再次購(gòu)買(mǎi)僅需400元(500克,如果購(gòu)買(mǎi)250克費(fèi)用為260元)即可再次獲得最新優(yōu)化的株系浮萍品種(一般是1-1.5年更新優(yōu)化周期),全部采用泡沫箱+冰塊+順豐快遞發(fā)貨??蛻?hù)收到貨后馬上放入水中并且暫不能高溫暴曬。
以上數(shù)據(jù)由于不同環(huán)境、不同動(dòng)物等諸多因素,數(shù)據(jù)僅供參考,特此說(shuō)明。
【視頻】 高產(chǎn)高蛋白飼料化浮萍,適用于各種水產(chǎn)畜禽動(dòng)物飼喂,微生物發(fā)酵后更易于動(dòng)物消化吸收
人工種植高蛋白和高淀粉飼料型浮萍新品種在水產(chǎn)與畜禽養(yǎng)殖上的利用方法分享
人工種植高蛋白和高淀粉浮萍新品種具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與陸生牧草和水培牧草相比,浮萍的生產(chǎn)成本更低,但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。其粗蛋白含量最高可達(dá)31%,干基一般在25%-31%之間,同時(shí)含有豐富的淀粉、脂肪、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分,遠(yuǎn)高于一般牧草品種。因此,浮萍是可以直接代替玉米與豆粕的使用,為養(yǎng)殖業(yè)提供高蛋白、高淀粉的優(yōu)質(zhì)飼料資源,形成真正的節(jié)糧型養(yǎng)殖業(yè)。
1.新品種浮萍的營(yíng)養(yǎng)成分與陸生牧草、水培牧草相比的優(yōu)勢(shì):
高蛋白含量:浮萍的粗蛋白含量最高可達(dá)31%,干基一般在25%-31%之間,遠(yuǎn)高于一般牧草品種,這使得浮萍在提供動(dòng)物所需蛋白質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
營(yíng)養(yǎng)全面:浮萍除高蛋白外,還含有豐富的淀粉、脂肪、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)超一般牧草品種。
生產(chǎn)成本更低:與陸生牧草和水培牧草相比,浮萍的種植成本更低,但營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高,甚至可以直接代替玉米與豆粕的使用,形成真正的節(jié)糧型養(yǎng)殖業(yè)。
2.浮萍在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的利用方法
對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物與水禽,浮萍是一種理想的飼料來(lái)源。這些動(dòng)物可以直接投喂浮萍,無(wú)需經(jīng)過(guò)特殊處理,即可達(dá)到非常好的飼喂效果,甚至可以降低飼料成本50%以上,降本增效明顯。浮萍的營(yíng)養(yǎng)成分能夠滿(mǎn)足水產(chǎn)動(dòng)物與水禽的生長(zhǎng)需求,促進(jìn)它們的快速生長(zhǎng)和發(fā)育。同時(shí),浮萍還具有很強(qiáng)的凈化水質(zhì)作用,能夠吸收水中的有機(jī)物,降低水體中的氨氮、總磷和總氮等污染物濃度,為水產(chǎn)動(dòng)物提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境。
在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以將浮萍作為水產(chǎn)動(dòng)物與水禽的主要飼料之一,根據(jù)它們的生長(zhǎng)階段和營(yíng)養(yǎng)需求,合理搭配其他飼料成分,以滿(mǎn)足它們的全面營(yíng)養(yǎng)需求。對(duì)于水禽我們的大量實(shí)踐證明可以大量運(yùn)用,節(jié)糧效果明顯可以降低飼料成本超過(guò)50%,只需要適當(dāng)補(bǔ)充預(yù)混料和發(fā)酵飼料(或粗飼料)的營(yíng)養(yǎng),或者部分水禽的顆粒全價(jià)飼料或自配全價(jià)飼料,就可以達(dá)到極佳的飼喂效果,降本增效明顯。同時(shí),建議對(duì)水禽定期驅(qū)蟲(chóng),以確保它們的健康生長(zhǎng);對(duì)于許多吃植物飼料的水產(chǎn)動(dòng)物可以直接全部飼喂這種新型浮萍品種而不需要飼喂飼料,由于浮萍的高蛋白、高淀粉和高氨基酸含量的特性,就可以達(dá)到非常滿(mǎn)意的生長(zhǎng)速度,比一般的牧草(皇竹草、甜象草、黑麥草等)效果好很多。
3、浮萍在畜禽養(yǎng)殖上的利用方法
對(duì)于豬、雞等非水禽動(dòng)物,浮萍同樣具有廣泛的利用價(jià)值,大量運(yùn)用能夠形成極佳效果的節(jié)糧養(yǎng)殖模式。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我們有三種主要的利用方法:
發(fā)酵利用法:將新采收的浮萍采用酶菌結(jié)合飼料發(fā)酵劑進(jìn)行輕度發(fā)酵(100公斤新鮮浮萍與100克99多功能飼料發(fā)酵劑、200克以上的紅糖或5公斤玉米粉簡(jiǎn)單混合裝入袋中壓實(shí)密封發(fā)酵),發(fā)酵時(shí)間為24-48小時(shí)(不建議長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵)。發(fā)酵后的浮萍能夠消滅寄生蟲(chóng)和病菌,消除抗?fàn)I養(yǎng)因子和改善適口性,提高動(dòng)物的采食量。將發(fā)酵后的浮萍直接代替玉米和豆粕,與預(yù)混料、粗飼料混合后,即可成為優(yōu)質(zhì)的全價(jià)飼料。
煮熟利用法:將浮萍直接高溫煮熟,然后代替玉米和豆粕,與預(yù)混料、粗飼料(或者發(fā)酵飼料)混合后飼喂動(dòng)物。煮熟后的浮萍更容易被動(dòng)物消化吸收,提高飼料的利用率。
干燥直接拌料或制粒法:將浮萍曬干或烘干后基本可以直接代替豆粕+玉米的全部使用量或部分代替,可以直接拌料飼喂動(dòng)物或進(jìn)行粉碎處理后拌料飼喂動(dòng)物,也可以再與其他飼料成分混合制粒。這種方法適用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。烘干或制粒后的浮萍飼料具有營(yíng)養(yǎng)均衡、飼喂方便等優(yōu)點(diǎn),能夠滿(mǎn)足畜禽的全面營(yíng)養(yǎng)需求。
在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以根據(jù)畜禽的種類(lèi)、生長(zhǎng)階段和營(yíng)養(yǎng)需求,選擇合適的利用方法,例如上述三種飼喂方法可以只占到飼喂比例的50%-70%(代替蛋白飼料如豆粕+能量飼料如玉米),剩余部分飼料采用畜禽的全價(jià)飼料(顆粒飼料)補(bǔ)充飼喂。同時(shí),還需要注意飼料的搭配比例和飼喂量,觀(guān)察畜禽的生長(zhǎng)情況適時(shí)進(jìn)行科學(xué)調(diào)整,以確保畜禽的健康生長(zhǎng)和高產(chǎn)性能。
將浮萍與發(fā)酵劑混合后裝入袋中壓實(shí)密封發(fā)酵1-2天,進(jìn)行輕度發(fā)酵
發(fā)酵完成的浮萍變成微微黃色
浮萍與預(yù)混料、發(fā)酵飼料或粗飼料混合后喂豬
浮萍與預(yù)混料、發(fā)酵飼料或粗飼料混合后喂雞
發(fā)掘浮萍作為畜禽水產(chǎn)飼料資源,具有廣闊的市場(chǎng)前景
浮萍是一種廣泛分布于全球的水生植物,具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和重要的生態(tài)作用。近年來(lái),浮萍作為飼料在畜禽養(yǎng)殖中的價(jià)值逐漸被認(rèn)識(shí),已成為一種重要的飼料資源。本文將介紹浮萍的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、作為飼料的應(yīng)用、優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn),以提升人們對(duì)浮萍作為飼料的認(rèn)識(shí)。
浮萍富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如蛋白質(zhì)、脂肪、纖維、礦物質(zhì)和維生素等,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。浮萍還含有豐富的的不飽和脂肪酸,如亞油酸和亞麻酸等,這些脂肪酸有助于改善畜禽的生長(zhǎng)發(fā)育和肉質(zhì)。
在飼料應(yīng)用方面,浮萍可以通過(guò)干燥、粉粹、壓榨或發(fā)酵等方式處理,與其它飼料原料配合使用。浮萍的適口性因品種而異,部分品種的浮萍可能對(duì)畜禽具有不良影響,因此選擇人工培養(yǎng)的飼料型品種效果更好。浮萍作為飼料具有以下優(yōu)勢(shì):首先,浮萍生長(zhǎng)迅速,繁殖能力強(qiáng),可在較短時(shí)間內(nèi)積累大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
其次,浮萍人工種植成本極低,可用水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水、畜禽養(yǎng)殖糞水等方式進(jìn)行種植很容易形成高產(chǎn),在大棚或工廠(chǎng)化能夠達(dá)到四季高產(chǎn);最后,浮萍具有天然的抗菌、抗炎和抗寄生蟲(chóng)等特性,可在一定程度上提高畜禽的免疫力。
綜上所述,浮萍作為飼料具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和成本優(yōu)勢(shì)。
浮萍有望成為未來(lái)最有發(fā)展?jié)摿Φ男率澄镔Y源
浮萍是世界上最小的開(kāi)花(高等)植物,其生長(zhǎng)速度極快,可在條件適宜時(shí)呈現(xiàn)類(lèi)似微生物的指數(shù)級(jí)生長(zhǎng),能夠在24—48小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)生物量翻倍。近年來(lái),浮萍資源的開(kāi)發(fā)與利用研究逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。國(guó)際上浮萍的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)主要集中于人類(lèi)食品領(lǐng)域,已有幾家國(guó)外企業(yè)成功開(kāi)發(fā)浮萍相關(guān)的食用產(chǎn)品并進(jìn)入市場(chǎng)。浮萍富含優(yōu)質(zhì)蛋白(含量約30%—55%),可與蛋清和牛奶蛋白相媲美,并已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)認(rèn)定為新型替代蛋白。另外,浮萍在黃酮、硒蛋白、維生素B12等人體健康的重要營(yíng)養(yǎng)素生產(chǎn)上也具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),為改善目前食物結(jié)構(gòu)帶來(lái)的“隱性饑餓”提供了可能。因此浮萍有“小植物大作為”之稱(chēng)。
“浮萍是一種光合三要素物理距離最短的界面生物反應(yīng)器,其生長(zhǎng)速率是微藻的3倍、玉米的30多倍,被認(rèn)為是生長(zhǎng)力最旺盛的植物之一?!敝袊?guó)科學(xué)院成都生物研究所研究員趙海指出,浮萍生物量積累可達(dá)7噸/畝/年(干重)以上,其高淀粉株系的淀粉生產(chǎn)能力是水稻畝產(chǎn)淀粉的6倍以上,高油株系的油脂產(chǎn)量接近大豆的7倍,高蛋白株系的蛋白產(chǎn)量超過(guò)800千克/畝/年。
據(jù)了解,傳統(tǒng)農(nóng)作物的生產(chǎn)不僅占用了大量的耕地和淡水資源,還會(huì)受到全球變暖、災(zāi)害天氣和世界局勢(shì)變化等不可控因素的影響,其生產(chǎn)能力的提高也已遇到邊際效應(yīng)。而浮萍栽培不需要耕地,可通過(guò)立體栽培模式進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn),實(shí)現(xiàn)單位面積上生物量成倍數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
浮萍具有作為模式植物和合成生物學(xué)底盤(pán)生物的潛力
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院中心主任楊貞標(biāo)指出,浮萍遺傳轉(zhuǎn)化較快,且生長(zhǎng)條件簡(jiǎn)單,可作為新的模式植物,成為分子生物學(xué)和合成生物學(xué)研究的重要補(bǔ)充。此外,浮萍生長(zhǎng)速度快、蛋白含量高的特性,使其成為重組蛋白高效合成的理想生物反應(yīng)器,可利用合成生物學(xué)對(duì)浮萍底盤(pán)進(jìn)行改造,將其打造為植物界中的酵母,實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品的光合綠色制造。通過(guò)對(duì)重組蛋白表達(dá)模塊、翻譯后修飾模塊、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)及儲(chǔ)存模塊進(jìn)行優(yōu)化和適配,將有望在浮萍中超高量積累高附加值的重組蛋白,如重組人血清白蛋白、疫苗、美妝類(lèi)蛋白、工業(yè)類(lèi)酶等產(chǎn)品。
報(bào)道——趙海 | 用浮萍構(gòu)建水上糧倉(cāng)
目前,全球糧食安全形勢(shì)嚴(yán)峻,我國(guó)糧食安全也備受考驗(yàn)。如何充分開(kāi)發(fā)新的非傳統(tǒng)生物資源,建立有別于傳統(tǒng)農(nóng)耕的糧食生產(chǎn)模式迫在眉睫。
對(duì)此,中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所趙海研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)15年的研究,對(duì)水生植物浮萍在保障糧食安全上的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí),取得了重要的研究成果。
15年前,趙海的研究重心集中在薯類(lèi)燃料乙醇關(guān)鍵技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā),相關(guān)研究成果已獲得實(shí)際轉(zhuǎn)化應(yīng)用。但當(dāng)時(shí)學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界均認(rèn)為生物能源的開(kāi)發(fā)必須遵循不“與人爭(zhēng)糧,與糧爭(zhēng)地”的原則,只要是土壤里種出來(lái)的作物就不是“非糧原料”。因此薯類(lèi)的非糧屬性始終被一些專(zhuān)家質(zhì)疑。
為此,趙海和團(tuán)隊(duì)決定要尋找一種不占用耕地的無(wú)爭(zhēng)議的非糧物種,他們另辟蹊徑地選擇在水生植物中尋找合適的對(duì)象,最終,關(guān)注到了浮萍這一浮水植物。
浮萍是一類(lèi)在全球廣泛分布的水生植物,可生長(zhǎng)期長(zhǎng),在溫、熱帶地區(qū)可全年生長(zhǎng)。其繁殖速度極快,最適條件下30小時(shí)即可翻倍,是生長(zhǎng)速度最快的開(kāi)花植物之一。國(guó)外對(duì)浮萍作為新型生物資源的重要價(jià)值認(rèn)識(shí)較早,但研究工作分散,而國(guó)內(nèi)對(duì)浮萍的研究不多,只開(kāi)展了一些零散的研究工作。
為了更好地研究浮萍,趙海收集了來(lái)自全球800余份具有地域代表性的浮萍株系,建成了全球最大的種質(zhì)資源庫(kù);并通過(guò)高通量篩選與評(píng)價(jià)技術(shù)體系的建立,實(shí)現(xiàn)了各種特性的浮萍資源的系統(tǒng)篩選。
經(jīng)過(guò)多年連續(xù)的系統(tǒng)研究,趙海團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),浮萍具有高光合效能,在誘導(dǎo)條件下光能轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到5.7%~6.6%,比C4能源作物和糧食作物更高,且超過(guò)90%的碳流向了淀粉合成。為此,研究團(tuán)隊(duì)完成了對(duì)最具淀粉生產(chǎn)潛力的少根紫萍的全基因組測(cè)序,系統(tǒng)闡釋了浮萍高淀粉積累的機(jī)制。
經(jīng)過(guò)嚴(yán)格科學(xué)篩選出的浮萍高淀粉積累株系,可在調(diào)控下經(jīng)10天淀粉含量從6.52%提高到75.88%,達(dá)到2.5噸/畝/年的淀粉生產(chǎn)能力,是水稻畝產(chǎn)淀粉的6倍以上,已建成100m2的高淀粉浮萍自動(dòng)化植物工廠(chǎng),并完成模式驗(yàn)證。篩選出的高蛋白株系,蛋白質(zhì)含量>50%,達(dá)到1噸/畝/年的蛋白生產(chǎn)能力,是大豆畝產(chǎn)蛋白的5倍以上。
團(tuán)隊(duì)還開(kāi)展了浮萍生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)開(kāi)發(fā)研究,以高淀粉浮萍為原料,取得了發(fā)酵效率>95%、乙醇濃度>13%,丁醇濃度每升10.65克、總?cè)軇┟可?8.65克的技術(shù)指標(biāo),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這一成果于2014年獲得聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織(UNIDO)頒發(fā)的“全球可再生能源領(lǐng)域最具投資價(jià)值領(lǐng)先技術(shù)藍(lán)天獎(jiǎng)”。
除此之外,團(tuán)隊(duì)還開(kāi)展了將浮萍作為合成生物學(xué)底盤(pán)生物的探索性研究,已建立了浮萍遺傳轉(zhuǎn)化、基因編輯和浮萍細(xì)胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)體系,目前已實(shí)現(xiàn)了雞瘟疫苗、白介素等高值活性物質(zhì)在浮萍中的高效表達(dá),并驗(yàn)證了由此獲得的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物的生物活性和功能。
目前,趙海團(tuán)隊(duì)發(fā)表浮萍相關(guān)《科學(xué)引文索引》(SCI)研究論文40余篇,申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利12項(xiàng),其中已授權(quán)11項(xiàng),被公認(rèn)為全球研究浮萍系統(tǒng)、全面的團(tuán)隊(duì)。2021年,團(tuán)隊(duì)參與第十屆國(guó)際環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展大會(huì)(ISCES),獲得由聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署頒發(fā)的“全球環(huán)境挑戰(zhàn)賽”獎(jiǎng)第二名。
對(duì)浮萍15年的研究,讓趙海意識(shí)到浮萍是極具研究與應(yīng)用價(jià)值的水生植物。浮萍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,以無(wú)性繁殖為主,適于工廠(chǎng)化生產(chǎn),具有“農(nóng)業(yè)產(chǎn)品工業(yè)化”的前景,可提供一種有別于傳統(tǒng)糧食生產(chǎn)的新型生產(chǎn)模式;并且還具有模式植物特性,可作為合成生物學(xué)的底盤(pán)生物,提供高效的生物反應(yīng)器。同時(shí),浮萍的種植還有利于水體凈化和CO2的減排,為減輕溫室效應(yīng)作出貢獻(xiàn),助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
為此,趙海表示將繼續(xù)在浮萍研究領(lǐng)域深耕,讓這一具有戰(zhàn)略?xún)r(jià)值的生物資源造福人類(lèi),發(fā)揮他作為科研工作者的應(yīng)盡之力。(報(bào)道原文地址https://m.thepaper.cn/baijiahao_19995146)